(57)【要約】【課題】  運動変換機構にて、カムフォロアとカム部材のカム部間にて生じる隙間（ガタ）を抑制する。【解決手段】  回転軸１３は回転不能な円筒部材１１内で軸受を介して軸線Ｌｏ回りに回転可能に支持されている。ピストン１５は回転軸１３に対して一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能に組付けられている。回転軸１３の回転運動をピストン１５の往復動に変換可能な運動変換機構は、円筒部材１１に設けられ回転軸１３に対して同軸的に配置され環状で軸方向に変動のあるカム部２１ａを有するカム部材２１、ピストン１５に設けられ軸線Ｌｏに直交する径方向の端部でカム部２１ａに係合しカム部材２１に対し相対回転して軸方向に移動するカムフォロア２３、回転軸１３に設けられカムフォロア２３を回転軸１３と一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能にガイドする軸方向長孔１３ａ、カムフォロア２３をカム部２１ａに向けて押圧するスプリング３１を備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材内にて軸受を介して軸線回りに回転可能に支持される回転体、この回転体に対して一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能に組付けられた往復動体、前記固定部材および前記往復動体の何れか一方に設けられて前記回転体に対して同軸的に配置され環状で軸方向に変動のあるカム部を有するカム部材、前記固定部材および前記往復動体の何れか他方に設けられて前記軸線に直交する径方向に延出する端部にて前記カム部材の前記カム部に係合し前記カム部材に対して相対回転することにより軸方向に移動するカムフォロア、前記回転体に設けられて前記往復動体を前記回転体と一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能にガイドするガイド手段、前記カムフォロアを前記カム部材の前記カム部に向けて押圧する押圧手段を備えていて、前記回転体の回転運動を前記往復動体の往復動に変換可能、または前記往復動体の往復動を前記回転体の回転運動に変換可能な運動変換機構。
【請求項２】
請求項１に記載の運動変換機構において、前記カム部材は前記固定部材に設けられ、前記カムフォロアは前記往復動体に設けられていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項３】
請求項２に記載の運動変換機構において、前記カム部材の前記カム部はカム溝であり、前記カムフォロアには前記カム溝に嵌合する凸部が設けられていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項４】
請求項３に記載の運動変換機構において、前記往復動体は前記回転体内に設けられていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項５】
請求項３または４に記載の運動変換機構において、前記カム溝は軸線方向の荷重と径方向の荷重を受けるカム面を有していることを特徴とする運動変換機構。
【請求項６】
請求項５に記載の運動変換機構において、前記カム溝は断面形状がＶ字形状であることを特徴とする運動変換機構。
【請求項７】
請求項３に記載の運動変換機構において、前記凸部は前記カム溝に対して転動可能なボールであることを特徴とする運動変換機構。
【請求項８】
請求項４に記載の運動変換機構において、前記凸部と前記往復動体は別体で構成されていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項９】
請求項８に記載の運動変換機構において、前記凸部は前記往復動体に設けた前記径方向の取付孔に前記径方向にて移動可能に組付けた荷重伝達子に設けられていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項１０】
請求項９に記載の運動変換機構において、前記凸部が前記カム溝に弾撥的に係合するように、前記荷重伝達子はスプリングにより前記径方向に向けて付勢されていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項１１】
請求項８に記載の運動変換機構において、前記凸部は前記往復動体を貫通するシャフトの端部に設けられていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項１２】
請求項１１に記載の運動変換機構において、前記シャフトは前記往復動体内にて二分割されていて、その間に介装したスプリングによって前記径方向の外方に向けて付勢されていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項１３】
請求項１に記載の運動変換機構において、前記ガイド手段は前記回転体に設けられた軸方向長孔であることを特徴とする運動変換機構。
【請求項１４】
請求項１３に記載の運動変換機構において、前記軸方向長孔と前記カムフォロア間には前記カムフォロアの軸方向移動に伴って前記軸方向長孔に沿って転がるローラーが介装されていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項１５】
請求項１４に記載の運動変換機構において、前記カムフォロアは、前記往復動体に設けられて前記ローラーを回転可能に支持する支持体と、前記ローラーに転動可能に支持されて前記カム部材の前記カム部に係合するボールを備えていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項１６】
請求項１５に記載の運動変換機構において、前記ローラーと前記ボール間に前記ボールを転動可能に支持する軸受を介装したことを特徴とする運動変換機構。
【請求項１７】
請求項１に記載の運動変換機構において、前記カム部材の前記カム部は前記回転体の周方向にて偶数周期で設定されていて、周期数の数だけ前記カムフォロアは設けられていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項１８】
請求項１７に記載の運動変換機構において、前記カム部材の前記カム部は前記回転体の周方向にて４周期で設定されていて、前記カムフォロアは同数の往動用カムフォロアと復動用カムフォロアからなり周方向にて等間隔で交互に設けられていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の運動変換機構において、前記カムフォロアは前記カム部材の前記カム部に転動可能に係合するローラーを備えていることを特徴とする運動変換機構。
【請求項２０】
請求項４に記載の運動変換機構において、前記往復動体と前記回転体間を液密的にシールする一対のシール部材は軸方向に所定量離れて配置され、前記回転体と前記固定部材間を液密的にシールする一対のシール部材は軸方向に所定量離れて配置されていて、これら４個のシール部材によって密封されて所要量の作動油が収容されるオイル室には、前記軸受、前記カム部材、前記カムフォロア、前記押圧手段が収容されていることを特徴とする運動変換機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、運動変換機構、特に、回転体の回転運動を往復動体の往復動に変換可能、または往復動体の往復動を回転体の回転運動に変換可能な運動変換機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の運動変換機構は、例えば、下記特許文献１に示されていて、この特許文献１に記載されている運動変換機構においては、回転体である回転軸の回転運動が往復動体であるピストンの往復動に変換可能である。また、この運動変換機構は、固定部材であるシリンダ内に軸線回りに回転可能かつ軸線方向に往復動可能に組付けたピストンの外周面に設けたカム溝（環状で軸方向に変動のあるカム部）と、シリンダの内面に一体的に設けたカムフォロア（凸部）を備える構成となっていて、ピストンが回転軸により回転駆動されることで軸方向に往復動されるように構成されている。
【特許文献１】特開平８−１４４９４８号公報
【０００３】
ところで、上記した特許文献１に記載されている運動変換機構では、カム溝がピストンに設けられ、カムフォロアがシリンダに一体的に設けられていて、カムフォロアがカム溝に対して単に摺動可能に嵌合している。このため、カム溝とカムフォロア間には、ピストンの軸方向および径方向の隙間（ガタ）が生じていて、同隙間に起因する運動変換ロスは避けられない。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、上記した問題に対処すべくなされたものであり、当該運動変換機構を、固定部材内にて軸受を介して軸線回りに回転可能に支持される回転体、この回転体に対して一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能に組付けられた往復動体、前記固定部材および前記往復動体の何れか一方に設けられて前記回転体に対して同軸的に配置され環状で軸方向に変動のあるカム部を有するカム部材、前記固定部材および前記往復動体の何れか他方に設けられて前記軸線に直交する径方向に延出する端部にて前記カム部材の前記カム部に係合し前記カム部材に対して相対回転することにより軸方向に移動するカムフォロア、前記回転体に設けられて前記往復動体を前記回転体と一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能にガイドするガイド手段、前記カムフォロアを前記カム部材の前記カム部に向けて押圧する押圧手段を備える構成としたことに特徴がある。
【０００５】
この運動変換機構においては、回転体が回転すると、往復動体とカムフォロア（またはカム部材）が回転体と一体的に回転してカム部材（またはカムフォロア）に対して相対回転し軸方向に移動する。このため、回転体の回転運動を往復動体の往復動に変換可能である。また、往復動体とカムフォロア（またはカム部材）が軸方向に移動すると、往復動体とカムフォロア（またはカム部材）がカム部材（またはカムフォロア）に対して相対回転し、これに伴って回転体が往復動体およびカムフォロア（またはカム部材）と一体的に回転する。このため、往復動体の往復動を回転体の回転運動に変換可能である。
【０００６】
ところで、この運動変換機構においては、押圧手段がカムフォロアをカム部材のカム部に向けて押圧するため、カムフォロアとカム部材のカム部間にて生じる隙間（ガタ）を抑制することが可能であり、同隙間に起因する運動変換ロスを抑制することができて、運動変換効率を向上させることが可能である。
【０００７】
また、この運動変換機構においては、往復動体を回転体と一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能にガイドするガイド手段が回転体に設けられていて、往復動体が回転体に対して一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能に組付けられる。このため、往復動体と回転体間にシール部材を介装する場合において、同シール部材には回転力が作用しなくて、その耐久性を向上させることが可能である。
【０００８】
上記した本発明の実施に際して、前記カム部材は前記固定部材に設けられ、前記カムフォロアは前記往復動体に設けられていることも可能である。この場合において、前記カム部材の前記カム部はカム溝であり、前記カムフォロアには前記カム溝に嵌合する凸部が設けられていることも可能である。また、前記往復動体は前記回転体内に設けられていることも可能である。これらの場合において、前記カム溝は軸線方向の荷重と径方向の荷重を受けるカム面を有していることが望ましく、その断面形状がＶ字形状であることが望ましい。
【０００９】
また、前記カム溝に嵌合する前記凸部は前記カム溝に対して転動可能なボールであることも可能である。また、前記凸部と前記往復動体は別体で構成されていることも可能である。この場合において、前記凸部は前記往復動体に設けた前記径方向の取付孔に前記径方向にて移動可能に組付けた荷重伝達子（例えば、シャフト）に設けられていることも可能であり、前記凸部が前記カム溝に弾撥的に係合するように、前記荷重伝達子はスプリングにより前記径方向に向けて付勢されていることも可能である。また、上記した凸部は前記往復動体を貫通するシャフトの端部に設けられていることも可能であり、同シャフトは前記往復動体内にて二分割されていて、その間に介装してスプリングによって前記径外方に向けて付勢されていることも可能である。
【００１０】
また、上記した本発明の実施に際して、前記ガイド手段は前記回転体に設けられた軸方向長孔であることも可能である。また、前記軸方向長孔と前記カムフォロア間には前記カムフォロアの軸方向移動に伴って前記軸方向長孔に沿って転がるローラーが介装されていることも可能である。この場合には、ローラーにより軸方向長孔とカムフォロア間の摺動抵抗を低減することができて、運動変換効率を向上させることが可能である。
【００１１】
上記したカムフォロアは、前記往復動体に設けられて前記ローラーを回転可能に支持する支持体と、前記ローラーに転動可能に支持されて前記カム部材の前記カム部（例えば、カム溝）に係合するボールを備えていることも可能である。この場合には、ローラーにより軸方向長孔とカムフォロア間の摺動抵抗を低減することができるとともに、ボールによりカム部材のカム部（例えば、カム溝）との摺動抵抗を低減することができて、運動変換効率を向上させることが可能である。また、前記ローラーと前記ボール間に前記ボールを転動可能に支持する軸受を介装することも可能である。この場合には、同軸受によりローラーとボール間の摺動抵抗を低減することが可能であって、運動変換効率を向上させることが可能である。
【００１２】
また、上記した本発明の実施に際して、前記カム部材の前記カム部は前記回転体の周方向にて偶数周期で設定されていて、周期数の数だけ前記カムフォロアは設けられていることも可能である。この場合において、前記カム部材の前記カム部は前記回転体の周方向にて４周期で設定されていて、前記カムフォロアは同数の往動用カムフォロアと復動用カムフォロアからなり周方向にて等間隔で交互に設けられていることも可能である。また、前記カムフォロアは前記カム部材の前記カム部に転動可能に係合するローラーを備えていることも可能である。
【００１３】
また、前記往復動体が前記回転体内に設けられている場合において、前記往復動体と前記回転体間を液密的にシールする一対のシール部材が軸方向に所定量離れて配置され、前記回転体と前記固定部材間を液密的にシールする一対のシール部材が軸方向に所定量離れて配置されていて、これら４個のシール部材によって密封されて所要量の作動油が収容されるオイル室には、前記軸受、前記カム部材、前記カムフォロア、前記押圧手段が収容されていることも可能である。この場合には、各摺動部の潤滑性が確保されて耐久性を向上させることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の第１実施形態を示していて、この第１実施形態においては、本発明による運動変換機構がエアーポンプＡＰ１に実施されている。エアーポンプＡＰ１は、固定部材としての円筒部材１１と、回転体としての回転軸１３と、往復動体としてのピストン１５を備えるとともに、カム部材２１と一対のカムフォロア２３を備えている。
【００１５】
円筒部材１１は、支持部材（図示省略）に回転不能に支持されるものであり、その内部には回転軸１３が一対の軸受Ｂｒ１とＢｒ２と一対の環状シール部材１２，１４を介して軸線Ｌｏ回りに回転可能かつ液密的に支持されている。一対の軸受Ｂｒ１とＢｒ２は、軸方向に所定量離れて配置されていて、カム部材２１を軸方向にて挟むようにして円筒部材１１と回転軸１３間に介装されており、回転軸１３を円筒部材１１に対して回転可能としている。一対の環状シール部材１２，１４は、軸方向に所定量離れて配置されていて、カム部材２１と両軸受Ｂｒ１とＢｒ２を軸方向にて挟むようにして円筒部材１１と回転軸１３間に介装されており、円筒部材１１と回転軸１３間を液密的にシールしている。
【００１６】
回転軸１３は、軸本体１３Ａと、この軸本体１３Ａの下端部外周に液密的に螺着されたスリーブ１３Ｂによって構成されていて、軸本体１３Ａには、一対の軸方向長孔１３ａと、シリンダ内孔１３ｂが形成されるとともに、吸入通路１３ｃと吐出通路１３ｄと連通路１３ｅが形成されている。一対の軸方向長孔１３ａは、ピストン１５と各カムフォロア２３を回転軸１３と一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能にガイドするガイド手段であり、回転軸１３の周方向にて１８０度の間隔で形成されている。
【００１７】
シリンダ内孔１３ｂは、ピストン１５を収容していて、ピストン１５とによりポンプ室Ｒｏを形成している。吸入通路１３ｃは、連通路１３ｅを通してポンプ室Ｒｏに空気を導入するためのものであり、その内部には吸入チェック弁Ｖｉが介装されている。吐出通路１３ｄは、ポンプ室Ｒｏから連通路１３ｅを通して空気を導出するためのものであり、その内部には吐出チェック弁Ｖｏが介装されている。
【００１８】
ピストン１５は、回転軸１３のシリンダ内孔１３ｂに一対の環状シール部材１６，１８を介して挿入されていて、回転軸１３に対して一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能に組付けられている。また、ピストン１５には、環状溝１５ａと径方向に延びる貫通孔１５ｂが形成されている。一対の環状シール部材１６，１８は、軸方向に所定量離れて配置されていて、ピストン１５の軸方向端部にてピストン１５と回転軸１３間に介装されており、ピストン１５と回転軸１３間を液密的にシールしている。
【００１９】
環状溝１５ａは、一対の環状シール部材１６，１８間にてピストン１５の外周に形成されていて、回転軸１３間に環状空間Ｒ１を形成している。この環状空間Ｒ１は、回転軸１３の各軸方向長孔１３ａを通して、一対の環状シール部材１２，１４間に形成された環状空間Ｒ２に連通している。各環状空間Ｒ１，Ｒ２は、ピストン１５が軸線方向に往復動しても容積が変化しないものであり、４個のシール部材１２，１４，１６，１８によって密封されている。また、環状空間Ｒ１，Ｒ２等は、所要量の潤滑油を収容するオイル室であって、このオイル室には、軸受Ｂｒ１，Ｂｒ２、カム部材２１、カムフォロア２３および圧縮コイルスプリング３１等が収容されている。
【００２０】
カム部材２１は、軸方向にて連接した一対のカムスリーブ２１Ａ，２１Ｂによって構成されていて、円筒部材１１に一体的に（軸方向に移動不能かつ回転不能に）設けられており、回転軸１３に対して同軸的に配置されている。また、カム部材２１は、環状で軸方向に変動のあるカム部２１ａを有していて、同カム部２１ａはカム溝であり、各カムフォロア２３のボール２３ｃが嵌合している。カム溝２１ａは、各カムフォロア２３のボール２３ｃから軸線方向の荷重（図示上下方向の荷重）と径方向の荷重（図示左右方向の荷重）を受けるカム面を有していて、このカム面は断面形状がＶ字形状であり、回転軸１３の周方向にて偶数周期（例えば、２周期）で形成されている。
【００２１】
各カムフォロア２３は、ピストン１５内にて二分割されたシャフト２３ａと、これら各シャフト２３ａに組付けられたローラー２３ｂおよびボール２３ｃによって構成されていて、シャフト２３ａにてピストン１５の貫通孔１５ｂにピストン１５の径方向へ移動可能に設けられている。また、各カムフォロア２３は、軸線Ｌｏに直交する径方向に延出する端部、すなわち、ボール２３ｃにてカム部材２１のカム部（カム溝）２１ａに係合していて、カム部材２１に対して相対回転することにより軸方向（図示上下方向）に移動する。
【００２２】
各シャフト２３ａは、ピストン１５の貫通孔１５ｂにピストン１５の径方向（貫通孔１５ｂの軸方向）にて移動可能に組付けられた荷重伝達子であり、その内部に介装して圧縮コイルスプリング３１によってピストン１５の径外方に付勢されている。また、各シャフト２３ａは、ローラー２３ｂを回転可能に支持する支持体であって、ピストン１５の貫通孔１５ｂから突出する小径端部にてローラー２３ｂを回転可能に支持している。
【００２３】
各ローラー２３ｂは、支持シャフト２３ａの小径端部に回転可能に嵌合された状態にて回転軸１３の軸方向長孔１３ａに転動可能に嵌合されていて、カムフォロア２３の軸方向移動に伴って回転軸１３の軸方向長孔１３ａに沿って転がることが可能である。また、各ローラー２３ｂは、外端に半球凹状の受承部を有していて、この受承部にてボール２３ｃを転動可能に支持している。
【００２４】
各ボール２３ｃは、ローラー２３ｂに転動可能に支持されてカム部材２１のカム部（カム溝）２１ａに対して転動可能に係合するカムフォロア２３の凸部であり、シャフト２３ａとローラー２３ｂを介して圧縮コイルスプリング３１の弾撥力を受けてカム部材２１のカム部（カム溝）２１ａに隙間なく弾撥的に係合している。
【００２５】
圧縮コイルスプリング３１は、各カムフォロア２３のボール２３ｃをカム部材２１のカム部（カム溝）２１ａに向けてピストン１５の径方向に押圧する押圧手段であって、各カムフォロア２３のシャフト２３ａに設けた有底の取付孔に所定の予備荷重を付与した状態で組付けられている。
【００２６】
上記のように構成した第１実施形態においては、回転軸１３が回転すると、ピストン１５とカムフォロア２３が回転軸１３と一体的に回転してカム部材２１に対して相対回転し軸方向（軸線Ｌｏに沿った方向）に移動する。このため、回転軸１３の回転運動をピストン１５の往復動に変換可能であり、ピストン１５の往復動によりポンプ室Ｒｏの容積を増大・減少させることができて、吸入チェック弁Ｖｉを介装した吸入通路１３ｃと連通路１３ｅを通して空気をポンプ室Ｒｏに吸入し、ポンプ室Ｒｏから連通路１３ｅと吐出チェック弁Ｖｏを介装した吐出通路１３ｄを通して空気を吐出することが可能である。
【００２７】
ところで、この第１実施形態においては、圧縮コイルスプリング３１が各カムフォロア２３をカム部材２１のカム部（カム溝）２１ａに向けて押圧しているため、各カムフォロア２３のボール２３ｃとカム部材２１のカム部（カム溝）２１ａ間にて生じるピストン１５の軸方向および径方向の隙間（ガタ）を抑制することが可能であり、同隙間に起因する運動変換ロスを抑制することができて、運動変換効率を向上させることが可能である。
【００２８】
また、この第１実施形態においては、ピストン１５と各カムフォロア２３を回転軸１３と一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能にガイドする軸方向長孔１３ａが回転軸１３に設けられていて、ピストン１５が回転軸１３に対して一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能に組付けられている。このため、ピストン１５と回転軸１３間に介装した環状シール部材１６，１８には回転力が作用しなくて、その耐久性を向上させることが可能である。
【００２９】
また、この第１実施形態においては、各カムフォロア２３が、ピストン１５に設けられてローラー２３ｂを回転可能に支持するシャフト２３ａと、ローラー２３ｂに転動可能に支持されてカム部材２１のカム部（カム溝）２１ａに係合するボール２３ｃを備えている。このため、各ローラー２３ｂにより軸方向長孔１３ａとカムフォロア２３間の摺動抵抗を低減することができるとともに、各ボール２３ｃによりカム部材２１のカム部（カム溝）２１ａとの摺動抵抗を低減することができて、運動変換効率を向上させることが可能である。
【００３０】
また、上記した第１実施形態においては、ピストン１５と回転軸１３間を液密的にシールする一対の環状シール部材１６，１８が軸方向に所定量離れて配置されるとともに、回転軸１３と円筒部材１１間を液密的にシールする一対の環状シール部材１２，１４が軸方向に所定量離れて配置されていて、これら４個のシール部材１２，１４，１６，１８によって密封されて所要量の作動油が収容されるオイル室（環状空間Ｒ１，Ｒ２）には、軸受Ｂｒ１，Ｂｒ２、カム部材２１、カムフォロア２３および圧縮コイルスプリング３１等が収容されている。このため、各摺動部の潤滑性が確保されて耐久性を向上させることが可能である。
【００３１】
上記した第１実施形態においては、各カムフォロア２３のローラー２３ｂがボール２３ｃを転動可能に支持するように構成して実施したが、図２に示したように、ローラー２３ｂに組付けられてローラー２３ｂとボール２３ｃ間に介装される軸受２３ｄがボール２３ｃを転動可能に支持するように構成して実施することも可能である。この場合には、軸受２３ｄによりローラー２３ｂとボール２３ｃ間の摺動抵抗を低減することが可能であって、運動変換効率を向上させることが可能である。
【００３２】
また、上記した第１実施形態においては、各ローラー２３ｂがカムフォロア２３の構成部材（ボール２３ｃを転動可能に支持する部材）を兼用するように構成して実施したが、各シャフト（２３ａ）がローラー（２３ｂ）を介することなくボール（２３ｃ）を転動可能に支持するように構成して実施することも可能である。この場合には、各カムフォロア（２３）と軸方向長孔（１３ａ）間にローラー（２３ｂ）が介装されることになる。
【００３３】
また、上記した第１実施形態においては、各カムフォロア２３を、シャフト２３ａ、ローラー２３ｂおよびボール２３ｃによって構成したが、各カムフォロア（２３）を単一部材にて構成して実施することも可能である。また、上記した第１実施形態においては、各カムフォロア２３がピストン１５に設けた貫通孔１５ｂに組付けられるように構成して実施したが、各カムフォロア（２３）がピストンに設けた有底の取付孔に組付けられるように構成して実施することも可能である。
【００３４】
また、上記した第１実施形態においては、カム部材２１が固定部材である円筒部材１１に設けられるとともに、各カムフォロア２３が往復動体であるピストン１５に設けられるように構成して実施したが、カム部材が往復動体であるピストン（１５）に設けられるとともに、カムフォロアが固定部材である円筒部材（１１）に設けられるように構成して実施することも可能である。
【００３５】
また、上記した第１実施形態においては、本発明による運動変換機構をエアーポンプＡＰ１に実施して、回転軸１３の回転運動をピストン１５の往復動に変換可能としたが、本発明による運動変換機構をモーターに実施して、ピストンの往復動を回転軸の回転運動に変換可能として実施することも可能である。
【００３６】
また、上記した第１実施形態においては、カム部材２１におけるカム部（カム溝）２１ａを回転軸１３の周方向にて２周期（回転軸１３の１回転によりピストン１５が２往復する）と設定するとともに、このカム部（カム溝）２１ａに係合する一対２個のカムフォロア２３を備える構成として実施したが、図３に示した第２実施形態のように、カム部材１２１におけるカムリングプレート１２１Ａ，１２１Ｂのカム部（カム凹凸面）１２１ａ，１２１ｂを回転軸１３の周方向にて４周期と設定するとともに、カムリングプレート１２１Ａのカム部（カム凹凸面）１２１ａに係合する一対２個のカムフォロア１２３Ａと、カムリングプレート１２１Ｂのカム部（カム凹凸面）１２１ｂに係合する一対２個のカムフォロア１２３Ｂを備える構成として実施することも可能である。
【００３７】
図３に示した第２実施形態のエアーポンプＡＰ２では、ピストン１１５に軸心にて交差し軸方向にて僅かに変位する上下一対の貫通孔１１５ｂ１，１１５ｂ２が形成されている。また、カム部材１２１が軸方向にて所定量離れて配置された一対のカムリングプレート１２１Ａ，１２１Ｂによって構成されていて、円筒部材１１１に一体的に（軸方向に移動不能かつ回転不能に）設けられており、回転軸１１３に対して同軸的に配置されている。
【００３８】
上方の各カムフォロア１２３Ａは、ピストン１１５を往動（下動）させるための往動用カムフォロアであり、ピストン１１５の貫通孔１１５ｂ１に組付けられて貫通するとともに回転軸１１３の軸方向長孔１１３ａに嵌合貫通して軸方向移動をガイドされる上方のシャフト１２３ａ１と、このシャフト１２３ａ１の端部に回転可能に組付けた上方のローラー１２３ａ２によって構成されていて、このローラー１２３ａ２にて上方のカムリングプレート１２１Ａのカム部（カム凹凸面）１２１ａに転動可能に係合している。
【００３９】
下方の各カムフォロア１２３Ｂは、ピストン１１５を復動（上動）させるための復動用カムフォロアであり、ピストン１１５の貫通孔１１５ｂ２に組付けられて貫通するとともに回転軸１１３の軸方向長孔１１３ａに嵌合貫通して軸方向移動をガイドされる下方のシャフト１２３ｂ１と、このシャフト１２３ｂ１の端部に回転可能に組付けた下方のローラー１２３ｂ２によって構成されていて、このローラー１２３ｂ２にて下方のカムリングプレート１２１Ｂのカム部（カム凹凸面）１２１ｂに転動可能に係合している。
【００４０】
また、この第２実施形態においては、上方のカムフォロア（往動用カムフォロア）１２３Ａと下方のカムフォロア（復動用カムフォロア）１２３Ｂが回転軸１１３の周方向にて等間隔で交互に設けられている。また、上方のシャフト１２３ａ１と下方のシャフト１２３ｂ１が交差する中間部位にて当接していて、上方のローラー１２３ａ２を上方のカムリングプレート１２１Ａのカム部（カム凹凸面）１２１ａに向けて押圧するとともに、下方のローラー１２３ｂ２を下方のカムリングプレート１２１Ｂのカム部（カム凹凸面）１２１ｂに向けて押圧している。
【００４１】
上記した第２実施形態の上記した構成以外の構成（ピストン１１５、カム部材１２１のカムリングプレート１２１Ａ，１２１Ｂ、カムフォロア１２３Ａ，１２３Ｂ以外の構成）は、上記した第１実施形態の構成と同じであるため、１００番台の同一符号を付してその説明は省略する。なお、この第２実施形態においては、上方のシャフト１２３ａ１と下方のシャフト１２３ｂ１を中間部位にて当接させることにより、各ローラー１２３ａ２，１２３ｂ２を各カム部（カム凹凸面）１２１ａ，１２１ｂに向けて押圧させるようにしているため、第１実施形態の圧縮コイルスプリング３１に相当するものが省略されている。
【００４２】
上記のように構成した第２実施形態においては、回転軸１１３が回転すると、ピストン１１５とカムフォロア１２３Ａ，１２３Ｂが回転軸１１３と一体的に回転してカム部材１２１に対して相対回転し軸方向に移動する。このため、回転軸１１３の回転運動をピストン１１５の往復動に変換可能であり、ピストン１１５の往復動によりポンプ室Ｒｏの容積を増大・減少させることができて、吸入チェック弁Ｖｉを介装した吸入通路１１３ｃと連通路１１３ｅを通して空気をポンプ室Ｒｏに吸入し、ポンプ室Ｒｏから連通路１１３ｅと吐出チェック弁Ｖｏを介装した吐出通路１１３ｄを通して空気を吐出することが可能である。
【００４３】
ところで、この第２実施形態においては、両シャフト１２３ａ１，１２３ｂ１が各カムフォロア１２３Ａ，１２３Ｂのローラー１２３ａ２，１２３ｂ２を各カム部（カム凹凸面）１２１ａ，１２１ｂに向けて押圧しているため、各カムフォロア１２３Ａ，１２３Ｂのローラー１２３ａ２，１２３ｂ２を各カム部（カム凹凸面）１２１ａ，１２１ｂ間にて生じるピストン１１５の軸方向の隙間（ガタ）を抑制することが可能であり、同隙間に起因する運動変換ロスを抑制することができて、運動変換効率を向上させることが可能である。
【００４４】
また、この第２実施形態においては、各カムフォロア１２３Ａ，１２３Ｂを回転軸１１３と一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能にガイドする軸方向長孔１１３ａが回転軸１１３に設けられていて、ピストン１１５が回転軸１１３に対して一体回転可能かつ軸線方向に往復動可能に組付けられている。このため、ピストン１１５と回転軸１１３間に介装した環状シール部材１１６，１１８には回転力が作用しなくて、その耐久性を向上させることが可能である。
【００４５】
また、この第２実施形態においては、各カムフォロア１２３Ａ，１２３Ｂが、各カム部（カム凹凸面）１２１ａ，１２１ｂに転動可能に係合するローラー１２３ａ２，１２３ｂ２を備えている。このため、各ローラー１２３ａ２，１２３ｂ２により各カム部（カム凹凸面）１２１ａ，１２１ｂとの摺動抵抗を低減することができて、運動変換効率を向上させることが可能である。
【００４６】
また、上記した第２実施形態においては、ピストン１１５と回転軸１１３間を液密的にシールする一対の環状シール部材１１６，１１８が軸方向に所定量離れて配置されるとともに、回転軸１１３と円筒部材１１１間を液密的にシールする一対の環状シール部材１１２，１１４が軸方向に所定量離れて配置されていて、これら４個のシール部材１１２，１１４，１１６，１１８によって密封されて所要量の作動油が収容されるオイル室（環状空間Ｒ１，Ｒ２）には、軸受Ｂｒ１，Ｂｒ２、カム部材１２１、カムフォロア１２３Ａ，１２３Ｂ等が収容されている。このため、各摺動部の潤滑性が確保されて耐久性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明による運動変換機構の第１実施形態を示した断面図である。
【図２】図１に示したカムフォロアの変形実施形態を示した要部断面図である。
【図３】本発明による運動変換機構の第２実施形態を示した断面図である。
【図４】図３に示したカム部材（一対のカムリングプレート）の斜視図である。
【符号の説明】
【００４８】
１１…円筒部材、１３…回転軸、１３ａ…軸方向長孔、１３ｂ…シリンダ内孔、１３ｃ…吸入通路、１３ｄ…吐出通路、１３ｅ…連通路、１５…ピストン、１５ａ…環状溝、１５ｂ…貫通孔、１２，１４，１６，１８…環状シール部材、２１…カム部材、２１Ａ，２１Ｂ…カムスリーブ、２１ａ…カム部（カム溝）、２３…カムフォロア、２３ａ…シャフト、２３ｂ…ローラー、２３ｃ…ボール、３１…圧縮コイルスプリング、Ｌｏ…軸線、Ｂｒ１，Ｂｒ２…軸受、Ｖｉ…吸入チェック弁、Ｖｏ…吐出チェック弁、Ｒｏ…ポンプ室、Ｒ１，Ｒ２…環状空間（オイル室）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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